专利名称：用于判断生物医学刺激设备的定向的系统和方法用于刺激例如人或动物等对象的组织的生物医学刺激设备被用于广泛的各式各样的医学条件的治疗。使用这种生物医学刺激设备，通过脉冲发生器产生的电学刺激脉冲被传送到对象的所需刺激点。为了从刺激脉冲的传送实现所需效果，设备的刺激-传送元 件被适当的布置和定向使得最佳刺激能量应用于所需刺激点是十分重要的。尽管这对于很多不同类型的刺激治疗是正确的，设备定位和定向在神经刺激领域中尤其十分关键。当将生物医学刺激设备插入到对象组织中时，必须能够精确判断设备相对于对象解剖结构的定向，即角位置。例如，根据视角，包含允许刺激沿选择定向传送的刺激元件的圆柱形生物医学刺激设备可以以无限种方式插入到组织中。因而，需要用于生物医学刺激设备的定向检测的系统。已知的系统使用高分辨率计算机断层摄影(CT)成像设备来判断插入到对象组织中的生物医学刺激设备的位置和定向。在这种情况中，生物医学刺激设备必须是不对称形状以使得能够基于获得的CT图像判断设备的定向。已知系统的缺点在于它是相对复杂和昂贵的。计算机断层摄影(CT)成像设备是相对昂贵的，且具有不对称形状的生物医学刺激设备的制造是相对昂贵的。
本发明的一个目的是提供一种合理价格的系统，其尤其在生物医学刺激设备植入到对象组织中时能够精确判断生物医学刺激设备相对于对象解剖结构的角位置。使用根据权利要求I所述的本发明的系统实现该目的。用于判断第一生物医学刺激设备相对于对象的定向的系统包含第一生物医学刺激设备，包含至少两个刺激元件；以及发生器，布置为用于向刺激元件馈入时间变化电信号。时间变化电信号彼此相差预定相位。该系统还包含相对于第一生物医学刺激设备具有已知相对位置的传感器设备，其布置为用于感测来自刺激元件的感测信号。感测信号源于来自刺激元件的时间变化电信号。该系统还包含处理器设备，布置为用于基于感测信号的感测相位、时间变化信号的相位以及已知相对位置判断第一生物医学刺激设备的定向。可以使用上述系统获得生物医学刺激设备相对于对象解剖结构的角位置。因为系统的功能不需要相对昂贵的计算机断层摄影(CT)成像设备或具有不对称形状的生物医学刺激设备，这种系统是相对廉价的，即系统不具有现有技术的问题。该系统可以包含多个传感器设备，它们每一个具有相对于第一生物医学刺激设备的不同相对位置。使用多个传感器设备进一步改善了生物医学刺激设备相对于对象解剖结构的角位置的判断的精度。根据本发明的系统的一个实施例具有这样的特征第一生物医学刺激设备被植入到对象中。这意味着因为设备被植入，设备的定向可以由不能看到设备的用户判断。根据本发明的系统的一个实施例具有这样的特征第一生物医学刺激设备是第一深部脑刺激设备。根据本发明的系统的一个实施例具有这样的特征传感器设备被植入到对象中。根据本发明的系统的一个实施例具有这样的特征传感器设备是第二生物医学刺激设备。根据本发明的系统的一个实施例具有这样的特征第二生物医学刺激设备是第二深部脑刺激(DBS)设备。根据本发明的系统的一个实施例具有这样的特征时间变化电信号是正弦模式。 在本发明的另一方面中，使用如权利要求8所述的方法实现本发明的所述目的。提供一种用于判断第一生物医学刺激设备相对于对象的定向的方法，其中第一生物医学刺激设备包含刺激元件，该方法包含以下步骤 通过发生器向刺激元件馈入时间变化电信号，其中时间变化电信号彼此相差预定相位， 通过相对于第一生物医学刺激设备具有已知的相对位置的传感器设备感测来自刺激元件的感测信号，其中感测信号源于来自刺激元件的时间变化电信号，以及 基于感测信号的感测相位、时间变化信号的相位和已知相对位置通过处理器设备判断第一生物医学刺激设备的定向。类似于根据本发明的系统，该方法不涉及使用相对昂贵的计算机断层摄影(CT)成像设备或使用具有不对称形状的生物医学刺激设备。因而，该方法的实现相对廉价。


在下文中，此后将使用下面的图通过举例的方式描述和解释本发明和其他方面 图I示意性示出根据本发明的系统的第一示例性实施例；
图2A、2B、2C和2D示意性示出根据本发明的系统的第二示例性实施例，其中第一生物医学刺激设备和传感器设备均是深部脑刺激(DBS)设备。

一DBS设备2的列D，正电势场32导致组织靠近第一 DBS设备2的列B。几乎零的电势场导致组织靠近列C和A。如图2B所示，在几厘米左右的距离，当施加2伏特的激励时，可以产生10-20毫伏(mV)的电势，这比脑信号大1-2个数量级，即，通过该系统确保十分简单且精确测量。在从第一 DBS设备2旋转偶极场的同时，时间变化电势将被第二 DBS设备10感测。如图2C所示，这例如可以通过向第一 DBS设备的电极馈入用于属于各列A、B、C、D的每个电极组的时间相关激励轮廓(excitation profile)实现。通过测量图2D中示出的该感测信号8相对于施加于第一 DBS设备2的激励轮廓的感测相位，获得第一 DBS设备相对于第二 DBS设备的定向。这通过比较感测信号的当前相位与每个时间变化信号的当前相位完成。因为第二 DBS设备10布置在中间，即布置在另一脑半球上，第一 DBS设备相对于第二DBS设备的相对位置已知。这样，明确地判断第一 DBS设备2相对于患者大脑的定向。这种系统I还可在外科植入过程中使用。也可使用非正弦时间相关激励轮廓，例如方块状激励轮廓。尽管已经在附图和上述描述中详细说明和描述了本发明，这种说明和描述应被认为是说明性或示例性而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。通过研究附图、说明书以及所附权利要求，本领域技术人员在实践所主张的发明时可以理解和实现所披露的实施例的其它变形。在权利要求中，词语“包含”不排除其它步骤或元件，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中列举了某些措施这一纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何参考符号不应理解为限制本发明的范围。
参考数字列表
1系统
2第一生物医学刺激设备 4A、4B、4C、4D刺激元件 6A、6B、6C、4D时间变化电信号 8 感测信号
10 传感器设备 12 发生器
14 第一生物医学刺激设备的定向 20 对象 30 负电势场 32 正电势场


本申请涉及一种用于判断生物医学刺激设备(2)相对于对象(20)的定向(14)的系统(1)。该系统包含第一生物医学刺激设备(2)，包含至少两个刺激元件(4A；4C)；以及发生器(22)，布置为用于向刺激元件(4A；4C)馈入时间变化电信号(6A；6C)，其中时间变化电信号(6A；6C)相差预定相位。该系统还包含传感器设备(10)，相对于第一生物医学刺激设备(2)具有已知相对位置(X；α)，布置为用于感测来自刺激元件(4A；4C)的感测信号(8)，其中感测信号(8)源于来自刺激元件(4A；4C)的时间变化电信号(6A；6C)；以及处理器设备(12)，布置为用于基于感测信号(8)的感测相位、时间变化信号(6A；6C)的相位以及已知相对位置(X；α)判断第一生物医学刺激设备(2)的定向(14)。所述系统精确判断生物医学刺激设备相对于对象的定向，即角位置。当生物医学刺激设备被植入对象中时，定向也被精确判断。这种系统是相对廉价的。本申请还涉及用于判断第一生物医学刺激设备(2)相对于对象(20)的定向(14)的方法。